ВОДА

ВОДА (H2O) — окись водорода. В. широко распространена в природе. Количество В. в Мировом океане ок. 1,4 млрд. км3, в подземных источниках — 60 млн. км3, в озерах — 0,75 млн. км3, в реках — 0,0012 млн. км3. Морская В., отличающаяся высокой соленостью, составляет 95,5% всех водных ресурсов планеты. Все природные воды тесно связаны между собой, образуя постоянный круговорот.

Суммарное количество водных запасов нашей страны значительно превышает водные ресурсы других стран. На территории нашей страны протекает ок. 200 000 рек протяженностью 3 000 000 км, однако распределение водных ресурсов очень неравномерно: 85% стоков в океан приходится на реки, протекающие по территории малонаселенных районов. Подсчитано, что при среднем стоке (на душу населения), равном 20 тыс. м3 в год, в южных районах величина стока снижается до 0,3—1,5 тыс. м3, для бассейна Черного моря она равна 1,9 тыс. м3 в год. Более половины объема В., к-рую несут реки, приходится на время паводков. Неравномерен сток реки по годам.

Физико-химические свойства.

В.— простейшее и самое распространенное соединение водорода и кислорода в природе. Масса 1 см3 В. при 0° равна 0,999968 г, масса 1 см3 льда — 0,91674 г; t°кип при 760 мм рт. ст. равна 100°, t°замерз при 760 мм рт. ст. — 0°, плотность при 4°—1,0, при 10°— 0,999727; плотность льда при 0°— 0,9168; удельная теплоемкость В. при 15°—1,0 кал, льда при 0°—0,487 кал; поверхностное натяжение при 20°—72,7 дин/см (1 дин/см = 10-3 н/м); вязкость при 0° — 1,789, при 20° — 1,002 сантипуаз (1 спз — 10-3 Н×сек/м2); диэлектрическая проницаемость при 0° — 87,8, при 18°—80,1, при 25°— 78,3; удельная электропроводность чистой В. при 0° — 1,47×10-8, при 18° — 4,41×10-8, при 50° — 18,9×10-8 ом-1×см-1.

Чистая В. очень плохо проводит электрический ток, но обладает нек-рой измеримой электропроводностью, к-рая объясняется незначительной диссоциацией В. на H и OH- ионы. В 1 л В. (t° 25°) распадается на ионы лишь одна десятимиллионная доля (10-7) грамм-молекулы, образуя равное число Н+ и OH- ионов, т. е. [H+]=[OH-] =10-7 г-ион/л. Произведение концентрации водородных и гидроксильных ионов при постоянной температуре есть величина постоянная и называется ионным произведением В., выражается в г-ион/л:

[H+]×[OH-] = 10-7×10-7 = 10-14,

[H+]×[OH-] = 10-14.

При повышении температуры от 0 до 4° плотность В. возрастает, а выше 4° уменьшается. Плавление льда сопровождается не расширением, а сжатием, при этом происходит большое увеличение удельной теплоемкости. В. способна поглощать значительное количество тепловой энергии, не подвергаясь большому нагреванию. Это свойство используют в водяных отопительных или охлаждающих системах .

В. является универсальным растворителем твердых, жидких и газообразных веществ и участвует в качестве среды в большинстве хим. реакций, происходящих в природе и организме. Аномальные свойства В. объясняются особенностями ее структуры. В молекуле В. оба ядра атома водорода образуют с ядром атома кислорода угол ок. 106°. Из-за асимметричности строения молекулы В. обладает резко выраженным дипольным свойством и способна образовывать продукты присоединения. Так, структура льда представляется в виде сети пересекающихся цепочек молекул В., соединенных водородными связями. Жидкая В. представляет смесь двух структур. Одна из них — это обломки мало испорченной структуры льда, другая — сильно испорченная структура льда, в к-рой большая часть водородных связей разрушена.

Наряду с молекулами В., имеющими обычную мол. массу 18,0160, встречаются молекулы, содержащие дейтерий, тритий, тяжелые изотопы кислорода. Такая В. называется тяжелой. Количество молекул тяжелой В. в природных источниках не превышает 0,02%. По своим физ. свойствам тяжелая В. отличается от обыкновенной. Сведения о действии тяжелой В. на организм противоречивы.

Гигиеническая характеристика

В зависимости от содержания солей щелочноземельных металлов (кальция и магния), обусловливающих жесткость В., различают В. мягкую, умеренно жесткую и жесткую. ГОСТ 2874 — 73 допускает в питьевой воде общую жесткость не более 7 мг-экв/л. В исключительных случаях по согласованию с органами сан. надзора допустима большая жесткость В., но не выше 10 мг-экв/л.

По характеру использования различают В. питьевую, техническую и др. Наиболее высокие требования предъявляются к питьевой В.: она не должна содержать патогенных бактерий, вирусов, яиц гельминтов, ядовитых веществ в количествах, способных вызвать какие-либо неблагоприятные изменения в организме.

По происхождению природные воды подразделяют на атмосферные (дождь, снег и т. п.), подземные (почвенные, грунтовые, межпластовые), поверхностные пресные (воды рек, озер, прудов, водохранилищ) и морские.

Гиг. характеристика В. различного происхождения неодинакова. Атмосферная В. в местностях с незагрязненным воздухом относительно чиста, в районах с загрязненным воздухом может содержать значительное количество пыли, сажи и других примесей. Атмосферная В. иногда может использоваться для хозяйственно-питьевых целей.

Общая схема залегания подземных вод: 1 — водоносный горизонт межпластовых напорных вод (артезианских); 2 — водоносный горизонт межпластовых безнапорных вод; 3 — водоносный горизонт грунтовых вод; 4 — колодец, питающийся грунтовой водой; 5 — колодец, питающийся межпластовой безнапорной водой; 6 — колодец, питающийся межпластовой напорной (артезианской) водой. Стрелками показано проникновение поверхностных вод в водоносные горизонты.

Подземные воды накапливаются в результате фильтрации атмосферных осадков через почву и вод поверхностных источников через их русло. Почвенные подземные воды расположены у самой поверхности земли, почти не защищены от загрязнения, объем их непостоянен, для целей водоснабжения интереса не представляют.

Грунтовые подземные воды расположены в водоносном горизонте (слой водопроницаемой, влагоемкой или невлагоемкой породы, содержащей воду) на первом от поверхности земли водонепроницаемом пласте. Грунтовые воды относятся к ненапорным, широко используются в качестве источников питания скважин и колодцев. Пополнение запасов этих вод происходит за счет фильтрации поверхностных вод с больших площадей зоны питания. Состав грунтовых вод довольно устойчив. При правильной эксплуатации водоносного горизонта и при соблюдении требований сан. охраны зоны питания и места водозабора грунтовые воды могут использоваться для хозяйственно-питьевых целей.

Межпластовые воды располагаются в водоносных горизонтах, размещенных между двумя водонепроницаемыми пластами. В некоторых случаях межпластовые воды находятся под давлением, и В. в скважинах, питающихся из данных водоносных горизонтов, поднимается до уровня, соответствующего напору горизонта. Особенности расположения грунтовых и межпластовых вод показаны на рисунке. Пополнение запасов межпластовых вод происходит в местах выхода (выклинивания) на поверхность водоносного горизонта. Состав этих вод, как правило, отличается большим постоянством. Они хорошо защищены от непосредственного загрязнения с поверхности и могут служить для хозяйственнопитьевого водоснабжения.

Значительные колебания хим. состава и температуры подземных вод являются показателем, сигнализирующим об опасности загрязнения водоносного горизонта.

Поверхностные воды сосредоточены в текучих и стоячих водоемах. Текучие водоемы (реки) содержат запасы В., пополняемые атмосферными стоками и подземными водами. В отличие от подземных, поверхностные воды характеризуются относительно меньшим постоянством хим. состава, который меняется в зависимости от атмосферных осадков по сезонам года. Поверхностные воды отличаются низким содержанием солей и значительным количеством взвешенных и коллоидных веществ.

В. в стоячих водоемах (озера, пруды) пополняется гл. обр. за счет притоков и атмосферных осадков, но возможно и подземное питание их. Вследствие почти полного отсутствия движения В. загрязнения, поступающие в стоячие водоемы, представляют большую опасность.

Особое место занимают искусственные водохранилища (см.), характеризующиеся очень малыми скоростями движения В.

Значение воды для организма человека

В организме взрослого человека содержится ок. 65%В. Чем моложе организм, тем больше уд. вес В. в его составе. Так, в 6-недельном эмбрионе содержится 97,5% В., в новорожденном организме — 70—83% . В. входит в состав всех тканей человеческого тела: в крови ее ок. 81 % , в плотных тканях (мышцы) — 75%, в костях — ок. 20%. Велика роль В. как среды для хим. реакций, совершающихся в процессе обмена веществ. В жидкой среде происходит переваривание пищи и всасывание в кровь питательных веществ. Ежесуточно в просвет жел.-киш. тракта выделяется 1500 мл слюны, 2500 мл желудочного сока, 700 мл сока поджелудочной железы, 3000 мл кишечных соков. С помощью В. из организма выводятся вредные продукты обмена. В. в организме может быть свободной (мобильной), составляющей основу внеклеточной и внутриклеточной жидкости; конституционной, входящей составной частью в молекулы белков, жиров и углеводов; связанной, входящей в состав коллоидных систем.

Взрослый человек употребляет в среднем 2,5 л В. в сутки. Из этого количества 1,2 л приходится на питьевую В., 1,0 л — на В., поступившую с пищей, и 0,3 л — на В., к-рая образуется в самом организме в процессе обмена веществ. Такое же количество В. выводится из организма: через почки ок. 50% этого объема, с потом через кожу — 32%, с выдыхаемым воздухом через легкие — 13%, через кишечник — 5%.

Недостаток В. в организме тяжело переносится человеком (см. Обезвоживание организма).

Избыток В. приводит к перегрузке сердечно-сосудистой системы, вызывает изнуряющее потоотделение (см.), сопровождающееся потерей солей и водорастворимых витаминов, ослабляет организм.

В процессе эволюции в организме выработался сложный и тонкий механизм, обеспечивающий нормальный водный баланс. При недостатке в организме В. появляется чувство жажды, выражающееся своеобразным ощущением сухости в полости рта и глотки. Экспериментально было показано, что центр, регулирующий водный обмен, локализуется в стволовой части головного мозга. Основной причиной возникновения жажды является нарушение оптимальных соотношений между В., солями и органическими веществами крови, в результате чего повышается осмотическое давление жидкости организма (см. Водно-солевой обмен).

Санитарно-гигиенические требования

В. нужна для питья, а также для различных хозяйственно-бытовых и коммунальных нужд населения (см. Водоснабжение). Качество В., получаемой населением с помощью децентрализованной системы водоснабжения, определяется общегигиеническими требованиями, основы которых были разработаны Ф. Ф. Эрисманом. Наибольшее значение имеют показатели, характеризующие эпидемиол. опасность В. Серьезное внимание уделяется органолептическим показателям, т. к. В. с неприятным запахом, вкусом, мутная, цветная, даже если она и не представляет непосредственной опасности для здоровья, не будет употребляться населением. Что касается хим. состава В., то при его оценке необходимо учитывать местные особенности формирования водного источника. Принимаются во внимание так наз. косвенные показатели загрязнения В. отбросами, представляющими опасность в эпидемиол, отношении: биогенными элементами (аммиак, нитраты, нитриты), хлоридами, органическими веществами и др. Огромное значение имеют данные санитарно-топографического обследования водного источника, позволяющие получить сведения о надежности В. с сан.-эпид, позиций (см. Источники водоснабжения). А. А. Минх (1971) рекомендует при оценке В., получаемой из шахтных и буровых колодцев, пользоваться следующими ориентировочными нормативами: прозрачность — не менее 30 см; цветность по шкале — не более 40°, запах и привкус — не более 2—3 баллов, общая жесткость — до 14 мг-экв/л, содержание фтора — до 1,5 мг/л, содержание нитратов — до 10 мг/л (по азоту), содержание нитритов — до 0,002 мг/л, содержание аммонийных солей -—до 0,1 мг/л, окисляемость — до 4 мг/л O2, микробное число 300—400 в 1 мл, коли-титр — не менее 100 мл, коли-индекс — не более 10 (см. Коли-индекс, коли-титр, Микробное число).

Требования к В., поступающей населению через систему централизованного водоснабжения (см. Водопровод), нормируются ГОСТ 2874— 73. Этот ГОСТ предусматривает показатели, общие для всех водопроводов. Согласно ГОСТ 2874—73 запах и привкус В. при 20° не должны превышать 2 баллов, цветность по шкале — не более 20°, мутность по стандартной шкале — не более 1,5 мг/л, общая жесткость — не более 7 мг-экв/л. ГОСТ установлены предельные концентрации: для свинца — не более 0,1 мг/л, мышьяка — не более 0,05 мг/л, фтора — от 0,7 до 1,5 мг/л, меди — не более 1,0 мг/л, цинка — не более 5,0 мг/л. В ГОСТ указано, что допустимая концентрация других вредных веществ устанавливается в каждом отдельном случае Главным санитарным врачом СССР. Большое значение придается бактериол, показателям: общее число бактерий не должно превышать 100 в 1 мл, коли-индекс — не более 3. Для водопроводов, в которых используются различные приемы обработки В., предусматривается выполнение дополнительных требований: отсутствие хлорфенольных запахов, содержание остаточного хлора в ближайшей точке от насосной станции — от 0,3 до 0,5 мг/л, содержание железа — не более 0,3 мг/л и т. д.

Для тех случаев, когда В. источника не соответствует требованиям ГОСТ 2874—73, сан. законодательство рекомендует руководствоваться ГОСТ 2761—57 «Источники централизованного хозяйственно-питьевого водоснабжения», а также «Правилами охраны поверхностных вод от загрязнения сточными водами». Эти документы позволяют получить ответ на вопрос, можно ли обычными средствами, к-рыми располагает водопроводная техника, довести исходную В. до качества питьевой и реальна ли эта задача (см. Обезвреживание воды, Обеззараживание воды).

Источник может быть использован для хозяйственно-питьевого водоснабжения, если качество В. в нем соответствует следующим требованиям: величина сухого остатка — не более 1000 мг/л, содержание сульфатов — не более 500 мг/л, хлоридов — не более 350 мг/л, величина общей жесткости — не более 7 мг-экв/л. Содержание солей группы тяжелых металлов, радиоактивных элементов и других вредных веществ не должно превышать ПДК. Считается недопустимым использование водных источников, В. которых имеет запах и привкус, интенсивностью превышающие 2 балла; содержание железа (суммарное) в В. подземных источников должно быть не более 1 мг/л.

Гигиенический контроль

Для гигиенической оценки качества В. производятся исследования ее органолептических показателей и хим. состава, используются также бактериол., гельминтол., вирусол. и гидробиол. методы исследования. ГОСТ 2874—73 определяет порядок и содержание гиг. контроля за качеством В. Последний должен осуществляться по специальному плану СЭС.

Частота лабораторных исследований В. из источников определяется степенью их сан. надежности. На водопроводных станциях исследование В. должно производиться после каждого этапа ее обработки. В процессе контроля за распределительной сетью пробы отбираются из наружных водоразборов и кранов внутренних водопроводов и в наиболее характерных точках сети: ближайших к насосной станции, наиболее удаленных, наиболее возвышенных, в тупиках и точках, вызывающих особые сомнения в отношении качества В. Количество проб устанавливается в зависимости от количества людей, пользующихся данным водопроводом.

Гиг. контроль за объектами централизованного и децентрализованного водоснабжения относится к числу наиболее важных разделов в деятельности санврачей. В процессе посещения и проверки данных объектов представители сан. надзора выявляют дефекты в сан. состоянии и содержании системы водоснабжения и выдвигают необходимые сан.-гиг. требования.

К числу основных документов, к-рыми должны руководствоваться сан. органы в процессе предупредительного надзора за водоснабжением, относятся прежде всего «Основы водного законодательства Союза ССР и союзных республик». В этом важнейшем документе четко определены пути оздоровления и сан. охраны водных источников нашей страны. «Основы» запрещают ввод в эксплуатацию новых и реконструированных предприятий, коммунальных и других объектов, не обеспеченных устройствами, предотвращающими вредное воздействие стоков на водоисточники. «Основы» предусматривают обязательность бережного отношения к водным ресурсам.

Текущий сан. надзор за объектами водоснабжения осуществляется в соответствии с «Инструкцией о работе санитарного врача по жилищно-коммунальной санитарии СЭС». Большое значение работы в области сан. надзора за водоснабжением подчеркнуто в специальном приказе М3 СССР «Об усилении санитарного надзора за водоснабжением и канализованием населенных мест и санитарной охране водоемов».

Влияние состава воды на условия жизни и здоровье населения

Вода природных источников всегда содержит нек-рое количество различных хим. соединений, разнообразную микробную флору, яйца гельминтов, вирусы, которые могут стать причиной интоксикаций, а также заболеваний эндемического и эпидемического характера.

Состав и свойства микроорганизмов водных источников изучает сан. микробиология. Водная среда обладает рядом особенностей, благоприятных для жизни микроорганизмов: наличием растворенных солей, сравнительно постоянной температурой и др. Наряду с этим микробы, попадающие в водный источник, встречаются с воздействием некоторых отрицательно влияющих факторов (ультрафиолетовое излучение, недостаток пищевых веществ, конкуренция природных обитателей водоисточника). Поэтому в водных источниках преобладают сапрофитные микроорганизмы. Среди них могут быть кокки, бациллы, спирохеты, вирусы, грибки и др.

Среди хим. соединений, встречающихся в природных водных источниках, могут быть вещества, обладающие токсическим действием (соединения хрома, мышьяка, цианида, пестициды и др.)- Как правило, содержание вредных веществ в водоеме очень мало, но эти малые количества вводятся в организм систематически на протяжении долгого времени. В большинстве случаев в водоемах бывает не одно, а несколько ядовитых веществ, что усиливает их действие на организм.

С 50-х годов появилась опасность загрязнения воды искусственными радиоактивными изотопами, которые могут кумулироваться в некоторых органах и стать причиной хрон, лучевого поражения. Эта опасность делает особо важной охрану природных вод от загрязнения радиоактивными веществами.

В. может загрязняться канцерогенными веществами и среди них наиболее часто полициклическими ароматическими углеводородами, содержание которых увеличивается параллельно росту общего загрязнения используемых вод. Наряду с ними в В. могут присутствовать канцерогенные вещества другого состава. Серьезные опасения вызывает возможность загрязнения природных вод нитрозоаминами. Биол, исследованиями установлено, что канцерогенным действием обладают диалкил, алкил, арил, диарил и различные циклические нитрозоамины, а также ряд нитрозоамидов. Канцерогенными являются ароматические амины, у которых NH2-группа располагается в ароматическом кольце эквивалентно второму положению в нафталине или в параположении в бифенильном соединении.

В воде могут быть также вещества, усиливающие бластомогенное действие канцерогенов (коканцерогены), в частности синтетические поверхностноактивные вещества, которые относятся к группе коканцерогенов.

Большую опасность может представлять загрязнение природных вод пестицидами, среди которых встречаются весьма ядовитые препараты, такие как гексахлоран, полихлорпинен, гептахлор и др. (см. Пестициды).

Среди веществ, даже в самых малых количествах ухудшающих органолептические свойства В., наиболее распространены фенол, нефть и нефтепродукты. Фенол при хлорировании В. образует стойкие соединения (хлорфенолы), обладающие сильным специфическим запахом. Попадая в водоем, нефть и нефтепродукты распространяются по поверхности, тяжелые фракции оседают на дно, легкие — растворяются в В. Нефтяные эмульсии равномерно распределяются в слое В. Для образования пленки на поверхности В. достаточно ничтожных количеств нефти. Пороговые концентрации по запаху для большинства нефтепродуктов составляют 0,3 мг/л, для многосернистых нефтей — 0,1 мг/л. Угроза здоровью населения, связанная с загрязнением водоемов, выдвигает проблему защиты природных вод от загрязнения как первоочередную общенародную задачу.

В. природных источников может служить этиологическим фактором возникновения некоторых хрон, неинфекционных заболеваний. А. П. Виноградов (1938—1949) создал учение о биогеохим. провинциях — местностях с неблагоприятным для организма соотношением микроэлементов в объектах окружающей среды (почва, вода, растения), где развиваются специфичные для данного района эндемические заболевания. К числу природных эндемий относится флюороз (см.). Эндемии флюороза распространены довольно широко. Так, по данным Р. Д. Габовича и Г. Д. Овруцкого (1969), опубликовано около тысячи сообщений об эндемических очагах флюороза в разных р-нах нашей планеты. В СССР изучены очаги флюороза в ряде областей РСФСР, УССР, а также в Грузии, Азербайджане, Молдавии, Казахстане (С. В. Моисеев, 1938; Т. А. Николаева, 1949; А. Н. Крепкогорский, 1958; Р. Д. Габович, И. В. Бабель, 1968, и др.). Некоторые данные о зависимости его распространения от содержания фтора в воде представлены в таблице 1.

Наряду с материалами, характеризующими фтор как элемент, способствующий развитию флюороза, имеются данные, свидетельствующие о том, что фтор может играть роль противокариозного агента. Противокариозное действие фтора было детально изучено в эксперименте и показано в наблюдениях, проводившихся в населенных пунктах, снабжающихся В., искусственно обогащенной фтором (см. Фторирование воды).

В биогеохим. провинциях, бедных йодом, распространено заболевание эндемическим зобом (см. Зоб эндемический). Известно, что суточная потребность организма в йоде составляет 120—200 мкг. С водой в организм поступает не более 15—20%. Т. о., не бедность В. йодом является главной причиной развития эндемического зоба, а недостаток йода в пище. Однако по содержанию йода в В. можно судить о наличии этого микроэлемента в почве, растениях, молоке, мясе домашних животных. Следовательно, содержание йода в В. имеет сигнальное значение.

К числу эндемических заболеваний относится также уровская болезнь (см. Кашина-Бека болезнь), встречающаяся в Восточной Азии. Большинство исследователей связывает ее с особенностями состава В. или почвы. Изучается значение для хим. состава В. таких микроэлементов, как стронций, никель, бор, кобальт, селен, бром, серебро, молибден, марганец и др. Это объясняется тем, что расширилось представление о биол, роли микроэлементов, значительно возросло использование для хозяйственно-питьевых целей подземных вод, нередко содержащих повышенное количество различных микроэлементов; наконец, расширился диапазон чувствительных методов определения микроэлементов во внешней среде.

В соответствии с характером действия на организм изученные микроэлементы могут быть разделены на микроэлементы, влияние которых связано с их избытком, — молибден, селен, бор, никель и другие или сих недостатком — йод, медь, кобальт (см. Микроэлементы).

В районах с жесткими водами иногда наблюдается нарушение пуринового и кальциевого обмена, повышение содержания кальция в моче, уменьшение суточного диуреза, ацидотический сдвиг в моче и другие изменения, показывающие, что в организме создается предрасположение к формированию уролитиазиса.

Употребление В., содержащей повышенное количество хлорида натрия, рассматривается сейчас как один из факторов, способствующих развитию гипертензивных состояний. Повышенное количество никеля и бора в В. вызывает изменение активности кишечных ферментов и способствует развитию гипацидных состояний.

Внимательному изучению подвергся вопрос о влиянии нитратного азота. Последний содержится в незагрязненных водах в количестве, не превышающем 0,1 мг/л. Со времен Ф. Ф. Эрисмана считалось, что нитратный азот может служить лишь индикатором давнего загрязнения В. белоксодержащими отбросами. Поэтому как косвенный показатель органического загрязнения В. нитратным азотом не свидетельствовал о серьезной опасности в эпид, отношении; прямое действие на организм больших концентраций нитратного азота (до 30—40 мг/л) отрицалось. Однако в 40—50-х годах 20 в. появились отдельные сообщения о том, что в результате разбавления пищевых смесей В., содержащей большие количества нитратов, у грудных детей могут появляться заболевания, связанные с развитием метгемоглобинемии (см.). Было установлено, что у заболевших нитратной метгемоглобинемией наблюдалось предшествующее этому состоянию уменьшение кислотности желудочного сока и развитие диспептических явлений. Эти состояния являются своего рода предпосылкой для изменения содержания гемоглобина, происходящего под влиянием нитритов. Последние же образуются в результате жизнедеятельности нитратвосстанавливающей микрофлоры (кишечных палочек, стафилококков и др.). к-рая может попадать в жел.-киш. тракт с загрязненной питьевой В. Детальное изучение условий возникновения нитратной метгемоглобинемии показало, что данное заболевание может появляться не только у грудных детей, но и у детей старших возрастов. Это послужило основанием для включения в ГОСТ 2874—73 требования верхнего предела допустимого содержания нитратов в В. на уровне 10 мг/л.

Известны биогеохим. провинции с неблагоприятным для организма соотношением и других микроэлементов в окружающей среде. Так, в бедных кобальтом районах встречаются акобальтозы, гипо- и авитаминозы B12; в богатых бором районах отмечены эндемические энтериты скота; в районах с избытком никеля у с.-х. животных встречаются случаи «никелевой слепоты»; в районах, богатых молибденом, моча животных содержит повышенное количество мочевой к-ты; в районах, богатых медью, наблюдается анемия с.-х. животных; в районах с избытком селена регистрируется «щелочная болезнь» скота. Эндемические заболевания населения хорошо изучены только в случаях недостатка йода, недостатка и избытка фтора. Однако отсутствие выраженных эндемий в районах, где наблюдаются энзоотии с.-х. животных, нельзя рассматривать как отсутствие влияния неблагоприятного для человека микроэлементного состава В. и пищи.

Т. о., вопрос о влиянии хим. состава В. на состояние здоровья населения и на функции организма людей нуждается в дальнейшем изучении.

Вода как среда обитания

Вода как среда обитания разнообразных организмов характеризуется рядом особенностей: газовым составом, соленостью, фактором давления, температурным режимом, колебаниями светового режима. Кислород проникает в В. из воздуха, не смешиваясь с ней и не образуя каких-либо соединений. Частично В. обогащается кислородом в результате процесса фотосинтеза, тем не менее она содержит кислорода в 30 раз меньше, чем воздух. Дышат водные организмы в основном растворенным в В. кислородом, в большинстве случаев всей поверхностью тела, реже с помощью жаберного аппарата. Некоторые позвоночные (киты, черепахи, змеи), являющиеся вторично водными, сохранили воздушное дыхание. Проникают в В. и другие газы атмосферы, образуя так наз. подводную тропосферу. Эти газы необходимы для нормального течения жизненных процессов гидробионтов.

Соленость океанической и морской В. колеблется от 37—38%0 (Средиземное и Красное моря, Персидский залив) до 5—13 % о (Азовское и Каспийское моря). Пресноводные водоемы имеют сравнительно низкое содержание солей. Этим обусловливаются различия флоры и фауны морских и пресноводных водоемов. Внутренняя среда гидробионтов в море изотонична или слабо гипертонична. Внутренняя среда пресноводных беспозвоночных по отношению к воде гипертонична. Морские рыбы (кроме хрящевых) имеют гипотоничную, а пресноводные в основном гипертоничную внутреннюю среду. Тургор морских водорослей повышен. Для морских простейших характерно отсутствие вакуолей.

Колебания температуры водной среды имеют гораздо меньшую амплитуду, чем колебания температуры воздушной среды. Водная, в особенности морская, среда вообще характеризуется устойчивостью температурного режима и слабыми его колебаниями.

Световой режим водной среды характеризуется тем, что в морях и океанах 90% водной массы находится в полном мраке.

Население водной среды по характеру поведения и распределения в водной массе подразделяется на две биол, группы: обитатели толщи вод — пелагос, обитатели дна — бентос (см.). В свою очередь пелагос включает представителей планктона (см.) и нектона (совокупность водных животных, активно плавающих и преодолевающих силу течения). Организмы, способные вести попеременно то пелагический, то бентосный образ жизни, относятся к группе пелагобентоса.

Пелагическую зону, для к-рой характерно наличие солнечного света и отсутствие субстрата, населяют плавающие и парящие формы. Для планктонных организмов характерны малые размеры тела, сильное уплощение или расчленение тела, в результате чего увеличивается его поверхность и повышается плавучесть. Снижение удельного веса достигается редукцией скелетных образований, удалением из тела тяжелых продуктов метаболизма и накоплением веществ с малым уд. весом, напр. жира. Повышение плавучести достигается наличием газовых вакуолей. Движение в толще В. осуществляется с помощью жгутиков, ресничек, активными движениями конечностей и туловища, реактивным способом. Характерны вертикальные миграции в результате изменения уд. веса тела, связанные с изменением освещенности, температуры, газового режима и солености. В морском фитопланктоне особое место занимают одноклеточные водоросли, а в зоопланктоне — фораминиферы, радиолярии, кишечнополостные, некоторые группы червей и др.

Для организмов нектона характерна обтекаемая форма тела, специфическое строение кожных покровов, выделение слизи на поверхности тела. Движение происходит в основном с помощью плавников и реактивным способом. Горизонтальные миграции имеют кормовой, нерестовый и зимовальный характер. Поглощение кислорода, растворенного в В., происходит с помощью специальных органов — жабер, трахей, легких. В случае резкого ухудшения респираторной среды эти организмы способны активно перемещаться на значительные расстояния в поисках иных условий. К нектонным животным относятся рыбы, кальмары и морские млекопитающие.

Бентосные организмы обитают на поверхности грунта и в его толще. Приспособление гидробионтов к такому образу жизни заключается в развитии способности к удержанию в определенном месте, к защите от погребения оседающими на дно веществами, а в необходимых случаях и к миграциям. Защита от засыпания оседающими веществами осуществляется за счет вытягивания тела или прикрепления к предметам, возвышающимся над грунтом.

Плотность водной среды обусловливает возможность существования организмов без прочного покрова или скелетного образования. Своеобразными являются и формы питания донных организмов. Неподвижно или полуподвижно прикрепленные, они питаются планктоном, приносимым потоками воды; встречаются организмы с осмотическим типом питания (морские ежи, офиуры, морские звезды).

В состав фитобентоса входят разнообразные водоросли, в состав зоо-бентоса — губки, кишечнополостные, черви, моллюски, иглокожие, асцидии, а также некоторые рыбы.

Состав обитателей водоемов, сообщество гидробионтов определяется особенностями водной среды. Разные формы водных организмов нуждаются в различных условиях существования. Амплитуда изменения того или иного фактора, к-рую способен переносить тот или иной вид, называется экологической валентностью.

По характеру биоценоза (см.) можно судить о степени загрязнения водоема. Кольквитц и Марссон (R. Kolkwitz,M. Marsson) предложили делить все водоемы по шкале сапробности (греч, sapros гнилой) на поли-, мезо- и олигосапробные. В полисапробных водоемах почти полностью отсутствует кислород, в значительном количестве содержатся сероводород и углекислый газ, имеются неразло-жившиеся белки. Число встречающихся видов ограничено, но количество организмов (масса их) очень велико. Мезосапробные водоемы делятся на альфа- и бета-мезосапробные. В альфа-мезосапробных водоемах встречаются аммиак, аминокислоты, свидетельствующие о значительном загрязнении, но уже появляется свободный кислород. Видовой состав гидробионтов более обширен, чем в полисапробных водоемах (бактерии, сине-зеленые, простейшие, коловратки и др.). В бета-мезосапробных водоемах много кислорода, но имеются такие продукты белкового распада, как аммиак, нитриты и нитраты. Видовой состав гидробионтов еще более широк, но численность организмов невелика (диатомовые, зеленые, протококковые и др.). В олигосапробных водоемах В. отличается высокой степенью чистоты, но масса организмов невелика.

Предложено также для оценки степени загрязнения водоемов учитывать наличие в них токсических веществ. В зависимости от степени загрязнения водоемов различают полимезо- и олиготоксобную зоны (токсобность — свойство организмов существовать в водах, содержащих токсические вещества).

Вода как фактор распространения возбудителей инфекционных болезней

Еще в глубокой древности было известно, что возникновение инфекционных болезней связано с потреблением В. Гиппократ полагал, что сырая В. опасна для здоровья. Во время эпидемии холеры в 1849 г. в Лондоне Сноу (I. Snow) утверждал, что вспышка произошла вследствие употребления В., содержащей нечистоты.

Эпидемиол, роль загрязненной В. была научно обоснована работами JI. Пастера, обнаружившего в ней много разных микроорганизмов, и Р. Коха, который нашел в Индии в резервуарах для В. холерных вибрионов.

Механизмы и факторы инфицирования воды. Возбудители инфекционных заболеваний могут попадать в водные источники с неочищенными стоками инфекционных больниц, ветеринарных лечебниц, с канализационными водами. Открытые водоемы, кроме того, загрязняются выбросами речных судов и ливневыми водами.

Заражение людей может происходить в случае, если возбудители болезни тем или иным путем попали в водоем, сохранили при этом свою жизнеспособность в В. и инфицированная В. попала в организм человека.

Прежде сочетание таких условий встречалось довольно часто, и как следствие этого нередко возникали водные эпидемии кишечных инфекций. С развитием техники водоснабжения, усилением санитарной охраны водоемов (см.) опасность водных эпидемий значительно уменьшилась. Хотя частота и масштабы водных: вспышек сократились, все же при сильном загрязнении В. и при нарушении сан. требований в процессе ее очистки и обеззараживания В. возможно распространение возбудителей инфекционных заболеваний водным путем. Не исключена возможность вторичного инфицирования В. в распределительной системе водопровода. Легко может происходить загрязнение и микробное обсеменение В. при децентрализованном водоснабжении. Возможно заражение при купании в сильно загрязненных водоемах.

Сохранение возбудителей инфекционных болезней в воде. Распространению возбудителей заболеваний водным путем благоприятствует способность ряда микроорганизмов довольно продолжительное время сохранять свою жизнеспособность в В. (табл. 2).

Большого внимания заслуживает опасность распространения водным путем различных гельминтов. В кишечник человека яйца гельминтов могут попадать при условии, если люди пьют неочищенную речную В., обмывают ею фрукты и овощи. Заражение гельминтами может происходить и во время купания в загрязненном водоеме. Загрязненные водоемы способствуют распространению возбудителей шистосоматоза (см.), дифиллоботриоза (см.; и др.

Инфицирование через В. наиболее вероятно при децентрализованном типе водоснабжения, когда В. не подвергается обеззараживанию. Особую опасность представляет использование В. для питьевых целей из открытых водоемов, которые легко подвергаются заражению.

При централизованном водоснабжении опасность распространения возбудителей инфекций водным путем может быть сведена к нулю.

Опасность распространения заболеваний водным путем наиболее велика в отношении кишечных инфекций: холеры (см.), брюшного тифа (см.), паратифов (см.), дизентерии (см.) и др. С водой могут передаваться также возбудители иктерогеморрагического лептоспироза (см.), сапа (см.), сибирской язвы (см.), туберкулеза (см.).

Профилактика распространения возбудителей инфекций водным путем заключается прежде всего в строгой сан. охране источников централизованного и децентрализованного водоснабжения, в соблюдении сан. требований к устройству и эксплуатации сооружений, предназначенных для забора, обработки, хранения и распределения В.


Таблица 1. РАСПРОСТРАНЕНИЕ ФЛЮОРОЗА У ДЕТЕЙ ШКОЛЬНОГО ВОЗРАСТА В ЗАВИСИМОСТИ ОТ СОДЕРЖАНИЯ ФТОРА В ПРИРОДНЫХ ВОДАХ

Концентрация фтора в воде, мг/л

Общее количество осмотренных детей

Из них пораженных флюорозом, %

всего

в том числе по степени поражения

I

II

III

IV

0,07—0,2

1005

1,2

1,1

0,1

_

0,9—1 ,25

822

15,8

14,7

1, i

_

_

1,4—1,74

2180

44,0

27,8

10,9

4,9

0,4

2, 0-3,0

1726

47,5

20,7

8,2

18,3

0,3

2,8—3,8

582

44,5

20,8

12,0

7,1

4,6

3,8—4, 65

624

84,0

18,6

33,3

28, 1

4,0


Таблица 2. СРОКИ ВЫЖИВАНИЯ В ВОДЕ НЕКОТОРЫХ ВОЗБУДИТЕЛЕЙ ИНФЕКЦИОННЫХ БОЛЕЗНЕЙ (по П. Ф. Милявской, 1947)

Возбудители

Сроки вышивания (в сутках) в воде:

водопроводной

колодезной

речной

Брюшного тифа

2—93

12-107

4-183

Дизентерии

15—27

12—92

Холеры

4—28

1—92

4 — 92

Лептоспирозов

7-75

до 150

Туляремии

до 92

12—60

7-31

Бруцеллеза

5—25

4—45



Библиография: Алeкин О. А. Основы гидрохимии, Л., 1970; Вернадский B. И. Биосфера, М., 1967; Врочинский К. К. и др. Загрязнение пестицидами водоемов и источников водоснабжения, Гиг. и сан., № 11, с. 69, 1968; Г а б о в и ч Р. Д. и Овруцкий Г. Д. Фтор в стоматологии и гигиене, Казань, 1969; Габович Р. Д., H и к о-ладзе Г. И. и Савельева Н. П. Фторирование и обесфторирование питьевой воды, М., 1968, библиогр.; Диска-л e н к о А. П. Водно-нитратная метгемоглобинемия и ее профилактика, Кишинев, 1969; Коломийцева М. Г. и Неймарк И. И. Зоб и его профилактика, М., 1963; КонстантиновА. С. Общая гидробиология, М., 1972; Международные стандарты питьевой воды, пер. с англ., М., ВОЗ, 1973; Предельнодопустимые концентрации вредных веществ в воздухе и воде, под ред. Ю.А. Кротова, Л., 1975, библиогр.; Руководство по гигиене водоснабжения., под ред. C. Н. Черкинского, М., 1975; Руководство по коммунальной гигиене, под ред. Ф. Г. Кроткова, т. 2, М., 1962; P e ми Г. Курс неорганической химии, пер. с нем., т. 1, с. 62, М., 1972; ТрахтманН. Н. Гигиенические основы оценки качества питьевой воды, М., 1970; Эндельман Д. и Суэс М. Полициклические ароматические углеводороды в водной среде, Бюлл. ВОЗ, т. 43, № 3, с. 497, 1971; Якубова Р. А. и Баширов P.P. Химизация сельского хозяйства и проблема гигиены воды в районах орошаемого земледелия, Гиг. и сан., № 9, с. 21, 1966; В о г n e f f J. u. Kunte H. Kan-zerogene Substanzen in Wasser und Boden, Arch. Hyg. (Berl.), Bd 153, S. 220, 1969; M a g e e P. N. Possibilities of hazard from nitrosamines in industry, Ann. oc-cup. Hyg., v. 15, p. 19, 1972; V e у s С. А. Aromatic amines, ibid., p. 11.

В. как фактор распространения возбудителей инфекционных болезней — Eмeльянова В. И. и Голубев В. Ф. О влиянии водного фактора в эпидемиологии дизентерии, Гиг. и сан., № 7, с. 113, 1972; Кальманович Б. Л. Влияние водного фактора на заболеваемость брюшным тифом в РСФСР в годы Великой Отечественной войны, Журн, микр., эпид, и иммун., № 4, с. 33, 1948; Нестерова В. Б. О причинах вспышек дизентерии водного происхождения, Гиг. и сан., № 4,с. 13, 1971; Ч а нгШ. Водные вирусные инфекции и . ;их предупреждение, Бюлл. ВОЗ, т. 38, № 3, с. 398, 1968, библиогр.; Gormon A. E. a. W о 1-m a n A.Water-borne outbreaks in the United States and Canada, and their significance, J. Amer. Water Works Ass., v. 31, p. 225, 1939; Snow J. On the mode of communication of cholera, L., 1849.



Популярные статьи

Источник: Большая Медицинская Энциклопедия (БМЭ), под редакцией Петровского Б.В., 3-е издание